package com.datastructure.stack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

public class PolandNotation {

    public static void main(String[] args) {
        // 完成一个中缀表达式转成后缀表达式的功能
        String expression = "-9787";
        List<String> infixExpressionList = toInfixExpressionList(expression);
        System.out.println("中缀表达式对应的List" + infixExpressionList);
        List<String> suffixExpressionList = parseSuffixExpressionList(infixExpressionList);
        System.out.println("后缀表达式对应的List" + suffixExpressionList);

        // 先定义给定波兰表达式
        String suffixExpression = "3 4 + 5 * 6 - ";
        // 思路
        // 1.先将"3 4 + 5 * 6 - "放到ArrayList中
        // 2.将ArrayList传递给一个方法，遍历ArrayList配合栈完成计算

//        List<String> list = getListString(suffixExpression);
//        System.out.println("rpnList" + list);
        int res = calculate(suffixExpressionList);
        System.out.println("计算得到的结果是=" + res);
    }
    public int solve (String s) {
        // write code here
        try {
            return Integer.parseInt(s);
        } catch (NumberFormatException e) {
            //中缀表达式转后缀表达式
            List<String> infixExpressionList = toInfixExpressionList(s);
            List<String> suffixExpressionList = parseSuffixExpressionList(infixExpressionList);
            return calculate(suffixExpressionList);
        }
    }

    // 方法: 将中缀表达式转成对应的List
    //  s="1+((2+3)*4)-5";
    public static List<String> toInfixExpressionList(String s){
        // 定义一个List，存放中缀表达式对应的内容
        List<String> ls = new ArrayList<>();
        int i = 0; // 这时是一个指针，用于遍历中缀表达式字符串
        String str; // 对多位数的拼接
        char c; // 每遍历一个字符，就放入到c
        do {
            // 如果c是一个非数字，我需要加入到ls
            if((c=s.charAt(i)) < 48 || (c=s.charAt(i)) > 57){
                ls.add("" + c);
                i++; // i需要后移
            } else { // 如果是一个数，需要考虑多位数
                str = ""; //先将str 置成"" '0'[48]->'9'
                while (i < s.length() && (c=s.charAt(i)) >= 48 && (c=s.charAt(i)) <= 57){
                    str += c;//拼接
                    i++;
                }
                ls.add(str);
            }
        }while (i < s.length());
        return ls; // 返回
    }

    public static List<String> parseSuffixExpressionList(List<String> ls){
        // 定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack<>(); //符号栈
        List<String> s2 = new ArrayList<>(); //存储中间结果的Lists2

        // 遍历ls
        for(String item: ls){
            // 如果是一个数，加入s2
            if (item.matches("\\d+")) {
                s2.add(item);
            } else if(item.equals("(")){
                // 如果是左括号直接加入
                s1.push(item);
            } else if(item.equals(")")){
                // 如果是右括号，则依次弹出s1栈顶的运算符，并压入s2，直到遇到左括号为止，此时将一对括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop(); // !!! 将（弹出s1栈，消除小括号
            } else {
                // 当item的优先级小于等于s1栈顶运算符，将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中，不断地进行比较
                // 进行优先级的比较
                while(s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) >= Operation.getValue(item)){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                // 还需要将item压入栈
                s1.push(item);
            }
        }
        // 将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
        while(s1.size()!=0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2; // 注意因为是存放到List，因此按顺序输出就是对应的后缀表达式对应的List
    }

    public static int calculate(List<String> ls){
        // 创建栈
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        // 遍历ls
        for(String item: ls){
            // 这里使用正则表达式来取出数
            if(item.matches("\\d+")){ // 匹配的是多位数
                // 入栈
                stack.push(item);
            } else {
                // pop出两个数，并运算，再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if(item.equals("+")){
                    res = num1 + num2;
                } else if(item.equals("-")) {
                    res = num1 - num2;
                } else if(item.equals("*")) {
                    res = num1 * num2;
                } else if(item.equals("/")) {
                    res = num1 / num2;
                } else {
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                // 把res入栈
                stack.push("" + res);
            }
        }
        // 最后留在stack中的数据是运算结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}

// 编写一个类Operation 可以返回一个运算符 对应的优先级
class Operation {
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 2;
    private static int DIV = 2;

    // 写一个方法，返回对应的优先级数字
    public static int getValue(String operation){
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case "+":
                result = ADD;
                break;
            case "-":
                result = SUB;
                break;
            case "*":
                result = MUL;
                break;
            case "/":
                result = DIV;
                break;
            default:
                System.out.println("不存在该运算符");
                break;
        }
        return result;
    }
}
